【编者按】
“双减”政策持续落地，素质教育成为未来发展方向。受政策鼓励、人口红利、消费升级、人才缺口大等因素驱动，作为素质教育重要分支体系之一的青少年科技教育市场迅速成长。
为重视青少年创新性教育，近日，清软海芯科技有限公司与中国少年儿童新闻出版社联合推出《LogoUp 3D+X STEAM课程——基于三维编程创新设计的多学科综合实践》教材。该系列教材是一套覆盖K12阶段、基于LogoUp 3D的跨学科课程教材，为青少年从小提升科技素养和创新能力服务。由此，未来网邀请多位教材编委会成员，共同探讨青少年科技教育的未来发展之路。
受访者：
肖洪，深圳市南山区学府中学数学教师，深圳市南山区第二届十佳数学教师，《LogoUp 3D+X STEAM》教材编委会成员。
（一）未来网：在《LogoUp 3D+X STEAM》教材编撰的过程中，遇到过哪些困难，是如何克服的？
肖洪：目前市场上只有一些面向培训机构的工具书性质的教材，所以我们面临困难是多方面的。首先从目标定位来讲，定位高，要求严，且没有范本可供参考。其次从内容上来讲，我们编写的不仅仅是一本三维设计与编程教材，而是将三维设计与编程教育与语文、数学、英语、科学、艺术、工程和技术等学科教育深度融合的课本。寻找梳理LogoUp 3D与学科教育契合点是一件开创性的工作。第三从学生认知来讲，书中每个课例包含的LogoUp 3D技术知识与学科知识，要符合该年级段孩子认知水平。
通俗的说就是三年级只能学这几个LogoUp 3D命令，四年级学那几个命令，如果把循环嵌套语句放在三年级，学生就很难理解。这就要求我们根据每个年级学生能学懂的几个命令去匹配相应的学科知识，构思相应的案例，这个的确要深思熟虑。
对此，编委会成员们集体“备课”，在全国筛选了各学科优秀教师，集中商讨确定课时的结构和环节。同时各个击破，在总方向定好后，然后一起梳理了LogoUp命令和语句每个年级的学习顺序，然后再梳理每个学科能与LogoUp 3D相结合的知识点或案例，各个击破。
（二）未来网：作为该套教材编委会成员，您认为孩子们通过《LogoUp 3D+X STEAM课程》教材能学到哪些知识？
肖洪：此前，STEAM所涵盖的学科是分门别类的学习，由学生们自己去内化综合，然后形成自己的认知和见解，进而去思考和应用。现在，我们把它们通过项目化学习的形式，与LogoUp 3D编程相结合，这就让所有学科知识不再独立，让学生的思维方式不再是单一的理科思维和文科思维，或是单一的形象思维或抽象思维，抑或是单一的发散思维与聚合思维。
而是基于一项事务所需要的全脑思维，让孩子比之前处理事情更加全面、更加系统、更加专业、更加迅速、更具有创造性。所以通过《LogoUp 3D+X STEAM课程》教材的学习，孩子们可以学到更加具有前瞻性、时代性、综合性、全面性、系统性、科学性的知识。
（三）未来网：《LogoUp 3D+X STEAM课程》教材最大的特点就是其原创性，您认为，这种原创科普教材的编写，对青少年科技素质教育发展有哪些帮助？
肖洪：教育届里流行着这样一句话：一个好校长造就一所好学校。按照这样一个逻辑，同样一套好教材造就一批好学生。正因为这样，我们的中小学教材，也在不断的修订，与时俱进。《LogoUp 3D+X STEAM课程》刚刚诞生，一定还有它的不完善之处，但我想经过后期的试用和修订，一定会发挥它的更大作用。
所以就我们目前初步诞生的教材来讲，我个人觉得它会对青少年科技素质教育产生以下价值与作用：一、为青少年科技素质教育探究了一种新模式。 之前的科技类素质教育教材，如信息技术教材，只体现专业性，技术工具书的性质要浓厚一些。而《LogoUp 3D+X STEAM课程》淡化了工具性，强化了它的基础性，以及与其它学科的整体性。
二、让青少年科技素质教育教有所依，学有所托。国家倡导中小学探索跨学科学习(STEAM教育)模式应用已经有两年了，且教育部规定义务教育学校不得引进境外课程、使用境外教材、软件等。目前市面上的教材一方面是针对培训机构开发的，另一面大都采用了python和 scratch等外国软件，由于知识产权的因素，不能作为中小学教材进入课堂。而《LogoUp 3D+X STEAM课程》是基于清华大学自主开发的软件编写的。为中国中小学科技素质教育开了一扇门，让科技教育教有所依，学有所托。
三、让科学素质教育与学科教育统一起来，不再对立。之前的素质教育，如美术，音乐，只注重强调了它的专业性和独立性，忽略它的学科性和依附性。艺术能陶冶人的情操，让人学起文化知识来更加愉悦；而文化能让艺术走得更远，它们相辅相成。人工智能科学技术教育与学科教育同样也如此。所以《LogoUp 3D+X STEAM课程》中的案例取材于学科知识的重难点，取材于教具学具，取材于生活和艺术，同时我们还参与科技展会，收集工业上需要3D打印技术解决的问题，也融入到教材中去。这样LogoUp 3D打印技术，不仅可以帮助学生突破学科知识的重难点，提高学业成绩，还能面向社会，解决实际应用问题，让孩子和家长不再觉得学习这些误孩子学业成绩，提高孩子们的学习动机和兴趣。
四、促进中小学生全脑思维和创新思维的发展。《LogoUp 3D+X STEAM课程》是基于多学科、多思维、多元智能开发的。一定会带来学生的全脑发育和全脑思维的发展。创新思维有两个前提，一是相关学科知识积累到一定的程度；二是发散思维自发形成。而《LogoUp 3D+X STEAM课程》不仅聚合了多学科知识，而且将它们融合成为了一个整体，从每课时的课程结构上，专门开设了智绘工坊（相当于例题），创意空间（相当于巩固练习），造梦工场（相当于知识应用）几个教学环节，遵循了创新思维的发生发展过程，从学（即积累创作基础知识）到仿（巩固内化知识）再到创过程。所以不管从认识的角度还是从思维发展的角度都促进了中小学生全脑思维和创新思维的发展。
（四）未来网：科学家的内核是“好奇心+喜欢+坚持创新”的精神。在您的课堂上，您是如何培养学生的创新意识的？
肖洪：一个人创新的基础包括两个方面，一是要有足够的知识储备，二是全脑思维和发散思维达到自发的程度。从逻辑上来讲，人有了好奇心才会去探索，探索过程中有了愉悦的体现和他人的认可才会喜欢，喜欢了才会坚持下去，因为了有坚持才会有积累，有了积累才能提高认知和思维水平，才能向更高的层面去探索，而知识是无限的，越探索越觉得神奇，越觉得神奇越能激发新的好奇心，这样形成一个良性的正循环。所以说：“好奇心+喜欢+坚持创新”是科学家的内核精神。
所以在教材的编写和课堂教学中，我都遵循这个逻辑和精神。在教《LogoUp 3D+X STEAM课程》时，通常在第一个教学环节，即“活动导航”环节，把与这节课相关的知识，包括LogoUp 3D命令和所涉及的学科知识，全部做一个引导，而不是简单的拿出来告知。
比如上《月光宝盒》这一课时，让学生们分组讨论，分技术和学科两条线进行讨论，在讨论的过程中学生就会发现将内壁上的图按一定的角度重复转动图时，用什么命令达到这个效果，他们不会。还发现与之相关的月相知识不理解，不明白。
我就让学生根据讨论，画出所需知识和不会知识的思维导图。这个过程即有知识积累的过程，也有发散思维的训练。锻炼学生迅速找到解决问题所需关键知识的能力，然后根据学生画出来所缺乏的知识，集中探索总结，形成对新知识的初步理解，让相关知识具有系统性、整体性。
等到第二个模仿环节时，边应用再讲解，这样就会印象深刻的掌握新知识，完成接下来创新所需知识的积累。而在教授每课时的第三环节，即创意空间，通常会采取课堂和个人辅导相结合的方法，因为这个阶段是知识的现学现用阶段，也是学生知识内化的阶段，需要安静，进行不下去时，个性问题个别辅导，共性问题集中讲解。且在辅导和讲解的过程中完成创新意识所需要的逆向思维，求异思维的渗透。
完成作品后，再讨论优化编程语句，取长补短，丰富自身的三维设计与编程方法，让知识和方法储备更丰厚。在教学最后一个环节造梦工场时，通常采用的是给孩子搭建更多的脚手架的方法，因为这个阶段是孩子的创造阶段，是真正创新思维的开始。需要更多的模版参照，才能将内化的知识展现出来。我会把同学们预习时搜索的素材和我备课时搜索的大量的国内外的素材，展示出来给大家学习和参考。
这个环节很烧脑，学生刚开始很被动，容易退缩放弃，不交作品，我们通常采取降维的办法，如只要求学生在某一个维度创新，就给予高度评价，提高学生愉悦感和积极体验，保持学生的热情。然后把所有学生的作品展出、共享，让个人智慧变为集体智慧，丰富学生的创新素材，也为进一步创新做准备。而我们的教材每一课时，都是一个从学习新知到应用创作的过程。这样反反复复，久而久之，学生的被动创新，就会变成自发创新。
总之对学生创新意识的培养是一个系统的过程，包括心理的干预与建设，兴趣的培养，知识体系的构建，多元思维的整合等方面。
（未来网记者 谢青）
